钢管混凝土系杆拱桥施工仿真的探讨

1、钢管混凝土系杆拱桥施工仿真的探讨摘要：以钢管混凝土系杆拱桥为分析对象，探讨有限元软件对其施工过程的仿真。针对不同软件的特点，讨论各仿真方法的重点及难点。为更好的利用有限元对桥梁进行设计和施工开拓思路。关键词：钢管混凝土系杆拱桥有限元施工仿真设计和施工abstract:withsteeltubeconcretearcbridgeisanalyzedforsubjects,thispaperdiscussesthefiniteelementsoftwareontheconstructionprocessofthesimulation.accordingtothecharacteristicsofd

2、ifferentsoftware,discussesthekeypointsanddifficultiesofthesimulationmethod.forbetteruseoffiniteelementanalysisofbridgeforthedesignandconstructiondevelopmenttrainofthought.keywords:steeltubeconcretearcbridgeconstructionfiniteelementsimulationdesignandconstruction中图分类号：tu74文献标识码：a文章编号：1.概述钢管混凝土系杆拱桥是桥梁

3、发展的较新技术，具有跨越能力大，通航能力高，造型美观等优点，在我国发展迅速。此类桥施工工序多，结构体系随施工不断变化，它的施工问题也日益受到重视。同时随着桥梁建设数量增加、新形式、更大跨径等新问题对桥梁施工控制也提出了更高的要求。施工仿真计算是施工控制的基础，能在桥梁建设之前提供的各施工阶段的控制的目标，为桥梁实际施工中的监测监控提供服务。桥梁施工控制是对施工过程中结构的应力应变及稳定性提供的监控，为结构在各阶段的施工中处于最优状态，保证施工过程安全和成桥状态的内力和线形符合规范，满足设计要求提供保障。2.有限元仿真应用当前应用比较广泛的桥梁仿真软件有ansys、midascivil和桥梁博士

4、等。软件研发时都是针对不同的使用环境，如何利用软件特点做好仿真，是仿真技术应用的一个难点。各施工阶段考虑的主要因素决定仿真模型的精确程度，对同一个结构的关注点不同，分析方法和采用的模型也往往不相同。所以在保证计算精度的前提下，结合具体工况将复杂模型合理简化，即要保证结构计算的速度，又要满足工程的需要。下面就各有限元软件特点，采用正装法分析法对施工仿真进行介绍。2.1有限元软件ansys的应用ansys最早由dr.johnswanson研发其后不断改进，凭借其强大的功能，得到迅速发展，称为世界工程设计广为关注的大型通用有限元软件。ansys提供强大的建模功能适应各种复杂的几何模型。ansys拥有

5、非常强大分析功能，其分析类型包括了静力分析、特征屈曲分析、模态分析、显式动力分析等。在桥梁仿真计算中被用来模拟精细部件的力学特性分析，其精度也被广泛认可。仿真建模时，主要考虑到对系杆拱桥整体分析。选用beam188单元,采用“双单元法”建立拱肋模型。选用link10单元，采用“降温法”或设置初应变的方法模拟预应力的张拉。选用link8单元，采用降温法以施加外力的方式模拟吊杆张力调整。选用combin14单元，应用设置keyopt的方法模拟施工过程中的支架。选用shell63单元，应用设置厚度的方法模拟桥面板部分。建模时对重点部位的细致模拟，是该软件的一大特点。仿真施工过程时，主要应用到ansy

6、s特有的“单元生死”功能来完成。在施工前将单元全部“杀死”，然后依照施工顺序将相应阶段的单元“激活”。在将单元“杀死”时，默认的将其结构的结构矩阵乘子定义为1e-6，该部分结构对单元刚度矩阵的贡献忽略不计。应用该方法时，需对结果处理器中的一些参数进行设置。如：需要打开结构的几何非线性开关，需选用牛顿-拉夫森求解器。如果不能满足收敛要求，则需要对自动时间步长，非线性搜索等进行设置，这里就不一一赘述。仿真施工后处理时，主要应用通用后处理器post1。选择关心的时间步骤，结合定义单元结果功能，观察该阶段的应力应变或稳定性。后处理时既可以选择形象的云图，也可以选择精确的列表输出，图表并茂使得观察直观明了。2.2有限元软件midascvil的